一种化学发光反应曲线的修正方法、装置及计算机设备与流程

1.本发明涉及仪器检测技术领域，具体而言，涉及一种化学发光反应曲线的修正方法、装置及计算机设备。


背景技术：

2.化学发光免疫分析是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合，用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术，是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。其中，光子计数器是化学发光免疫分析中的核心部分，光子计数器作为一种高灵敏度的弱光检测装置，其甄别电压、光电倍增管高压、脉冲分辨时间等因素对光子计数器的重复性、灵敏度、线性测量范围等将产生较大影响。光子计数器的线性测量范围是有限的，当被测光强超出线性检测范围时，光子脉冲堆积效应将显著增强，造成光子脉冲计数结果严重失真。而化学发光免疫分析仪测量项目繁多，项目个体差异较大，光子计数器的线性测量范围通常无法满足部分检测项目的要求，如人绒毛膜促性腺激素(hcg)、甲胎蛋白(afp)等检测项目。
3.目前为了拓展测量范围，市场上普遍采用两种方法，一种采用预稀释和二次测量处理方式，增加了样本测量的成本和工作量；另一种采用真空硅光电倍增管或者双量程模式光电倍增管的方式，将增加仪器的生产成本和仪器的不稳定性。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是现有技术在拓展光子计数器测量范围时，通常采用对样本进行预稀释和二次测量处理方式，或者采用倍增管方式，存在样本测量成本和仪器生产成本增加等缺陷。
5.为解决上述问题，本发明提供一种化学发光反应曲线的修正方法，包括：
6.获取光子计数器特性曲线，所述光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，所述光强测量值是指利用光子计数器测量得到的光强值，所述标准光强值是指标准光源定标后通过控制电流换算得到的光强值；
7.获取化学发光反应曲线，所述化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系；
8.根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，得到修正后的反应曲线。
9.较佳地，所述根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，包括：
10.根据所述光强测量值将所述光子计数器特性曲线划分为多个区间段；
11.获取所述化学发光反应曲线的光强测量值所在的区间段；
12.判断所述化学发光反应曲线的光强测量峰值是否出现下凹，
13.当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值出现下凹，根据所述化学发光反应曲线上的光强测量值所在的区间段，利用所述光子计数器特性曲线修正所述化学发光反应曲线，
14.当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值未出现下凹，利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线。
15.较佳地，所述区间段包括第一区间、第二区间、第三区间、第四区间和第五区间，其中所述第一区间是光强测量值线性单调递增的区间，所述第二区间是光强测量值非线性单调递增的区间，所述第三区间是光强测量值饱和非单调的区间，所述第四区间是光强测量值非线性单调递减的区间，所述第五区间是光强测量值趋于饱和的区间；
16.当所述化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于所述第四区间时，所述化学发光反应曲线的光强测量峰值出现下凹；
17.所述根据所述化学发光反应曲线上的光强测量值所在的区间段，利用所述光子计数器特性曲线修正所述化学发光反应曲线，包括：
18.当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第一区间，则所述光强测量值等于第一段修正值，根据所述第一段修正值获得第一修正曲线，
19.当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第四区间时，根据第一定标方程对所述光强测量值进行校正，得到第二段修正值，并根据所述第二段修正值获得第二修正曲线，根据第二定标方程对所述光强测量值进行校正，得到第四段修正值，并根据所述第四段修正值获得第四修正曲线，
20.通过直线连接所述第二修正曲线和所述第四修正曲线，
21.根据所述第一修正曲线、所述第二修正曲线、所述直线及所述第四修正曲线，得到修正后的反应曲线。
22.较佳地，所述第一定标方程如下所示：
23.y＝a0*exp(a1*x)+a2；
24.所述第二定标方程如下所示：
25.y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3；
26.其中，a0、a1、a2和a3为模型系数，exp表示以自然常数e为底的指数函数，x表示所述光强测量值，y表示校正后的所述光强测量值。
27.较佳地，当所述化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于所述第三区间时，所述化学发光反应曲线的光强测量峰值未出现下凹；
28.所述利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线，包括：
29.当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第一区间时，获取所述第一段修正值，所述第一段修正值等于所述光强测量值，
30.当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第二区间时，根据所述第一定标方程对所述光强测量值进行校正，得到所述第二段修正值，
31.当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第三区间时，以所述第一段修正值和所述第二段修正值作为拟合模型的基础数据点，获得拟合曲线，并将拟合曲线中位于所述第三区间的值作为第三段修正值，根据所述第一段修正值、所述第二段修正值和所述第三段修正值构成的曲线，得到所述修正后的反应曲线。
32.较佳地，所述以所述第一段修正值和所述第二段修正值作为拟合模型的基础数据点，获得拟合曲线，包括：
33.以所述第一段修正值和所述第二段修正值为基础数据点，构造所述拟合模型，其中，所述拟合模型如下所示；
[0034][0035]
其中，i表示光强变化值，t表示反应时间，参数a、b、c、d均为模型待优化系数，e为自然常数；
[0036]
根据所述拟合模型获得所述拟合曲线。
[0037]
较佳地，所述获取光子计数器特性曲线包括：
[0038]
利用强光衰减法对标准光源定标，根据标准光源控制电流换算获取标准光强值；
[0039]
根据所述光强测量值与所述标准光强值，获取光子计数器特性曲线。
[0040]
较佳地，所述获取化学发光反应曲线包括：
[0041]
通过光子测量系统采集设定时长的化学发光反应的初始曲线，利用中值滤波和savitzky-golay滤波处理所述初始曲线，得到所述化学发光反应曲线。
[0042]
本发明相较于现有技术的优势在于：
[0043]
本发明的化学发光反应曲线的修正方法，根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，其中，光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系，利用光子计数器特性曲线修正化学发光反应曲线，对化学发光反应曲线中的光强测量值进行修正，使得化学发光反应曲线能够准确反映化学发光反应过程中发光物质的实际光强，避免由于光强较大超出光子计数器自身线性范围导致化学发光反应曲线出现失真的情况，间接的提高了光子计数器的线性测量范围。
[0044]
本发明根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，保证了修正效果，使化学发光反应曲线得到的数据更加精准。在不改变光子计数器硬件器件的情况下，利用光子计数器特性曲线分段修正化学发光反应曲线，提高光子计数器线性测量范围，满足宽量程检测项目的需求。
[0045]
本发明还提供一种化学发光反应曲线的修正装置，包括：
[0046]
第一获取单元，所述第一获取单元用于获取光子计数器特性曲线，所述光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，所述光强测量值是指利用光子计数器测量得到的光强值，所述标准光强值是指标准光源定标后通过控制电流换算得到的光强值；
[0047]
第二获取单元，所述第二获取单元用于获取化学发光反应曲线，所述化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系；
[0048]
修正单元，所述修正单元用于根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，得到修正后的反应曲线。
[0049]
本发明所述的化学发光反应曲线的修正装置与化学发光反应曲线的修正方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
[0050]
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算
机程序，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现上任一项所述的化学发光反应曲线的修正方法。
[0051]
本发明所述的计算机设备与化学发光反应曲线的修正方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0052]
图1为本发明实施例中化学发光反应曲线的修正方法的流程图；
[0053]
图2为本发明实施例中光源定标时光强与控制电流的曲线图；
[0054]
图3为本发明实施例中光子计数器特性曲线图；
[0055]
图4为本发明实施例中hcg人绒毛膜促性腺激素样本的化学发光反应曲线图；
[0056]
图5为本发明实施例中利用光子计数器特性曲线修正化学发光反应曲线的示意图；
[0057]
图6为本发明实施例中采用不同数量数据点拟合化学发光反应曲线的拟合效果对比图；
[0058]
图7为本发明实施例中峰形拟合修正后的化学发光反应曲线图；
[0059]
图8为本发明实施例中化学发光反应曲线的修正装置的示意图。
具体实施方式
[0060]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0061]
如图1所示，本发明实施例提供一种化学发光反应曲线的修正方法，包括如下步骤：
[0062]
步骤110，获取光子计数器特性曲线，所述光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，所述光强测量值是指利用光子计数器测量得到的光强值，所述标准光强值是指标准光源定标后通过控制电流换算得到的光强值；
[0063]
步骤120，获取化学发光反应曲线，所述化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系；
[0064]
步骤130，根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，得到修正后的反应曲线。
[0065]
本发明的化学发光反应曲线的修正方法，根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，其中，光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系，利用光子计数器特性曲线修正化学发光反应曲线，对化学发光反应曲线中的光强测量值进行修正，使得化学发光反应曲线能够准确反映化学发光反应过程中发光物质的实际光强，避免由于光强较大超出光子计数器自身线性范围导致化学发光反应曲线出现失真的情况。间接的提高了光子计数器的线性测量范围。本发明根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，保证了修正效果，使化学发光反应曲线得到的数据更加精准。在不改变光子计数器硬件器件的情况下，利用光子计数器特性曲线分段修正化学发光反应曲线，提高光子计数器线性测量范围，满足宽量程检测项目的需求。
[0066]
其中一些实施方式中，获取光子计数器特性曲线包括：
[0067]
利用强光衰减法对标准光源定标，获取电流与标准光强值之间的关系。具体地，标准光源可以采用峰值波长与所用化学发光物质的光谱峰值波长对应的光源灯，以电流控制光源灯的光强大小，利用光子计数器测量光源灯的光强，所谓定标即是通过控制电流大小获取光强和电流之间的曲线关系。可以理解，当电流逐渐增大，光源灯的光强值也相应增大，利用光子计数器测量光强值。当电流控制的光强超出光子计数器的线性测量范围时，光子计数器的光强测量值必然会失真，因此本实施例采用强光衰减法对输出光强进行衰减，将光强测量值乘以衰减倍数作为标准光强值，由此可将光源灯的光强和控制电流的线性范围进行扩展。
[0068]
改变光源灯的控制电流，通过控制电流大小，改变光源灯的光强，并通过光子计数器测量光强值，直接输出光子计数器的光强测量值，得到电流与光强测量值之间的关系。结合前述利用强光衰减法获得的电流与标准光强值之间的关系，得到光强测量值与标准光强值的关系，由此获取光子计数器特性曲线。
[0069]
示例性地，本实施例采用吖啶脂作为化学发光物质，其光谱峰值波长为430nm。因此标准光源采用峰值波长为430nm的蓝色led灯，以电流控制光源灯光强大小。采用强光衰减法，以滨松ch326系列型号光子计数探测器和ch297系列计数单元的测量值作为标准光强值。将光源灯的线性输出范围扩展至2
×
103/s-3
×
108/s。在此范围内，标准光源控制电流与光标准光强值的关系如图2所示，图2为标准光强值与控制电流的曲线图，图2横坐标为光源控制电流，单位为ua，纵坐标为标准光强值，单位s-1
。再改变标准光源控制电流，由20ua逐级增大至5ma，其中，20ua对应的理论光强值约为8
×
105/s；5ma对应的理论光强值约为3
×
108/s。研究光子计数器光强测量值与标准光强值之间的关系，获取光子计数器特性曲线，如图3所示，图3为光子计数器特性曲线图，横坐标为标准光强值，纵坐标为光强测量值。
[0070]
其中一些实施方式中，获取化学发光反应曲线包括：通过光子测量系统采集设定时长的化学发光反应的初始曲线，利用中值滤波和savitzky-golay滤波处理所述初始曲线，得到所述化学发光反应曲线。
[0071]
示例性地，首先，通过光子测量系统采集3秒时长的初始曲线，单次采样持续时长为10ms，采集3秒时长，因此初始曲线共采集300个数据点。通过多次采样，可以减少化学发光反应曲线形成中产生的误差。然后通过对初始曲线进行滤波等处理，得到化学发光反应曲线。
[0072]
化学发光反应中，一般将发光物质直接标记于抗原或者抗体上，经氧化剂或催化剂后发光物质从激发态回到基态后时会产生发光效应，一般地，抗原浓度越高，发光标记物越多，发光强度也就越高。发光反应可分为闪光型和辉光型，如吖啶脂发光反应系统为闪光型，其发光上升速度快，一般在0.4s达到光强峰值，发光下降速度相对缓慢，总持续时长约1-3s。如图4所示，图4为hcg人绒毛膜促性腺激素样本的化学发光反应曲线图。由图4可以看出，样本浓度增加后，发光标记物增多，相应的发光强度也较高，可能会出现超出光子计数器自身线性测量范围的情况，导致化学发光反应曲线出现失真。
[0073]
其中，为证明光子计数器在超出本身线性测量范围后，其测量值具有较高的重复性，在不同等级的高光强条件下进行重复测量，表1为不同光强水平下，光子计数器光强测量值的重复性验证数据，采用变异系数cv值衡量重复性差异。表1表明在光源信号强度在3
×
108/s以内的控制电流所对应的变异系数cv值较高，说明光子计数器测量结果具有很高的重复性。因此，可通过图3的光子计数器特性曲线图进行失真补偿。
[0074]
表1
[0075][0076][0077]
其中一些实施方式中，所述根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，包括：
[0078]
根据所述光强测量值将所述光子计数器特性曲线划分为多个区间段；
[0079]
获取所述化学发光反应曲线的光强测量值所在的区间段；
[0080]
判断所述化学发光反应曲线的光强测量峰值是否出现下凹，
[0081]
当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值出现下凹，根据所述化学发光反应曲线上的光强测量值所在的区间段，利用所述光子计数器特性曲线修正所述化学发光反应曲线，
[0082]
当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值未出现下凹，利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线。
[0083]
本实施例中，根据化学发光反应曲线上各个采样点的光强测量值，判定光强测量值在所述光子计数器特性曲线的区间段，再判断化学发光反应曲线的光强测量峰值是否出现下凹，根据所述化学发光反应曲线的光强测量值所在的区间段，根据所述光子计数器特性曲线每个区间段的特性逐一修正反应曲线。
[0084]
正常化学发光反应曲线的形态一般是先单调上升至光强测量峰值然后再下降，如果反应曲线在峰值位置出现下凹，表明此时被测量的光强已经超出光子计数器测量的饱和点了，才会造成光强测量峰值下凹的现象。因此，本实施例中根据化学发光反应曲线在光强测量峰值处是否出现下凹，选择使用不同的修正方法，分别利用光子计数器特性曲线修正和峰形拟合修正两种方法，通过两种方法结合确保化学发光反应曲线全量程修正。
[0085]
其中一些实施方式中，依据光强测量值将区间段划分为五个区间，所述区间段包括第一区间、第二区间、第三区间、第四区间和第五区间，其中所述第一区间是光强测量值线性单调递增的区间，所述第二区间是光强测量值非线性单调递增的区间，所述第三区间是光强测量值饱和非单调的区间，所述第四区间是光强测量值非线性单调递减的区间，所述第五区间是光强测量值趋于饱和的区间。
[0086]
当所述化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于所述第四区间时，表明所述
化学发光反应曲线的光强测量峰值出现下凹。其中，理论最大光强测量值是指化学发光反应曲线不在光强测量峰值处出现下凹时的最大光强值。可以理解，在光子计数器自身线性测量范围内，随着反应时间的推进，光强测量值逐渐增大并达到最大值，该最大值即为理论最大光强测量值。但当光强增大至超出光子计数器自身线性测量范围时，化学发光反应曲线上本应该出现最大光强测量值处不增反降，导致在光强测量峰值处出现下凹。
[0087]
所述根据所述化学发光反应曲线上的光强测量值所在的区间段，利用所述光子计数器特性曲线修正所述化学发光反应曲线，包括：
[0088]
当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第一区间，则所述光强测量值等于第一段修正值，根据所述第一段修正值获得第一修正曲线，
[0089]
当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第四区间时，根据第一定标方程对所述光强测量值进行校正，得到第二段修正值，并根据所述第二段修正值获得第二修正曲线，根据第二定标方程对所述光强测量值进行校正，得到第四段修正值，并根据所述第四段修正值获得第四修正曲线，
[0090]
通过直线连接所述第二修正曲线和所述第四修正曲线，
[0091]
根据所述第一修正曲线、所述第二修正曲线、所述直线及所述第四修正曲线，得到修正后的反应曲线。
[0092]
示例性地，以吖啶脂作为化学发光物质，获取的光子计数器特性曲线，根据光强值将所述光子计数器特性曲线分为五个区间段。第一区间为测量值线性单调递增的区间，光强范围约为2
×
103/s-1.5
×
107/s；第二区间为测量值非线性单调递增的区间，光强范围约为1.5
×
107/s-3.5
×
107/s；第三区间为测量值饱和非单调的区间，光强范围为3.5
×
107/s-6.5
×
107/s；第四区间为测量值非线性单调递减的区间，光强范围约为6.5
×
107/s-3
×
108/s；第五区间为测量值趋于饱和，光强值》3
×
108/s。
[0093]
所述化学发光反应曲线的光强测量值处于所述光子计数器特性曲线的第一区间测量值范围时，保留所述光子计数器测量值对应的第一曲线；当所述化学发光反应曲线的光强测量值处于所述光子计数器特性曲线的第二区间测量值范围时，根据第二区间的第一定标方程计算第二段修正值，获取第二修正曲线；所述化学发光反应曲线的光强测量值处于所述光子计数器特性曲线的第四区间测量值范围时，根据第四区间的第二定标方程计算第四段修正值，获取第四修正曲线；当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值处于第二区间，连接所述第一曲线和所述第二修正曲线，获得完整的反应曲线，当所述化学发光反应曲线的光强测量峰值处于第四区间，通过第二修正曲线和第四修正曲线绘制曲线，通过两点直线连接的方法补全所述化学发光反应曲线的光强测量值处于所述光子计数器特性曲线的第三区间测量值范围时的第三修正曲线，连接所述第一曲线，获得完整的反应曲线。
[0094]
示例性地，如图5所示，图5为利用光子计数器特性曲线修正示例图，图5中，光强测量值处于第四区间，其第一象限为化学发光反应曲线，横坐标为反应时间，纵坐标为光强测量值；第二象限为光子计数器特性曲线，横坐标为标准光强值，纵坐标为光强测量值；第三象限为修正后反应曲线，横坐标为标准光强值，纵坐标为反应时间；第四象限为时间等比例投映。通过将第一象限所述化学发光反应曲线上的点投射到第二象限光子计数器特性曲线上，获取第三象限修正后反应曲线的横坐标，再通过第四象限时间等比例投映获取第三象限修正后反应曲线的纵坐标。其中a点在反应曲线上，a点投射到光子计数器特性曲线上，位
于第二区间，此区间段采用第一定标方程，所述第一定标方程为单调递增非线性定标方程，得到第二段修正值，将光子计数器实测值校正为标准光强值；b点在反应曲线上，b点投射到光子计数器特性曲线上，位于第四区间，此区间段采用第二定标方程，所述第二定标方程为单调递减非线性定标方程，得到第四段修正值，将光子计数器实测值校正为标准光强值；c点在反应曲线上，c点投射到光子计数器特性曲线上，位于第一区间，此区间段为线性区间段，光强测量值即为标准光强值。第三区间处于饱和状态，灵敏度低且非单调，不能通过光子计数器特性曲线修复。考虑到反应曲线在此区间段变化接近直线，因此采用将修复后第二区间和第四区间曲线直线连接分段点，构成完整的反应曲线。
[0095]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，通过将光子计数器特性曲线分区段，划分出不同光强范围的特性曲线，根据光子计数器特性分区段对所述化学发光反应曲线进行修正，使修正的结果更加精准。利用光子计数器特性曲线分段修正化学发光反应曲线，提高光子计数器测量准确度。
[0096]
其中一些实施方式中，所述第一定标方程如下所示；
[0097]
y＝a0*exp(a1*x)+a2；
[0098]
所述第二定标方程如下所示：
[0099]
y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3；
[0100]
其中，a0、a1、a2和a3为模型系数，exp表示以自然常数e为底的指数函数，x表示所述光强测量值，y表示校正后的所述光强测量值，式中x^2、x^3分别表示x的平方和x的立方。
[0101]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，利用第一定标方程对第二区间计算第二段修正值，利用第二定标方程对第四区间计算第四段修正值，针对所述化学发光反应曲线不同区段运用不同定标方程，得到不同的修正结果，使得到的数据更加精准。
[0102]
其中一些实施方式中，当所述化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于所述第三区间时，所述化学发光反应曲线的光强测量峰值未出现下凹。所述利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线，包括：
[0103]
当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第一区间时，获取所述第一段修正值，所述第一段修正值等于所述光强测量值，
[0104]
当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第二区间时，根据所述第一定标方程对所述光强测量值进行校正，得到所述第二段修正值，
[0105]
当所述化学发光反应曲线上的光强测量值处于所述第三区间时，以所述第一段修正值和所述第二段修正值作为拟合模型的基础数据点，获得拟合曲线，并将拟合曲线中位于所述第三区间的值作为第三段修正值，根据所述第一段修正值、所述第二段修正值和所述第三段修正值构成的曲线，得到所述修正后的反应曲线。
[0106]
参与反应曲线拟合的数据点为光子计数器特性曲线的第一段修正值和第二段修正值。显然，为了保证拟合的精度，拟合数据点不能过少。如图6所示，图6化学发光反应曲线拟合效果图，所述化学发光反应曲线拟合效果图说明拟合数据点越多得到的结果越准确。图6(a)采用80％峰高内的数据点参与拟合，拟合峰形与实际峰形光强误差为1.8％；图6(b)采用60％峰高内的数据点参与拟合，拟合峰形与实际峰形光强误差为2.6％；图6(c)采用40％峰高内的数据点参与拟合，拟合峰形与实际峰形光强误差为7.2％。
[0107]
随着参与拟合数据点减少，拟合峰形与真实峰形的逼近程度逐渐降低。当化学发
光反应曲线光强测量峰值处于光子计数器特性曲线第三区间时，有效数据点的光强已达到最大光强的50％。因此，在化学发光反应曲线上的光强测量值未超出光子计数器第三区间时，采用3.5
×
107/s以内的光强数据进行拟合补偿时，误差在可控范围内。如图7所示，图7为峰形拟合修正后的化学发光反应曲线图。
[0108]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线，计算简单，精准拟合化学发光反应曲线。同时，弥补了光子计数器特性曲线不能对处于饱和状态的第三区间进行曲线修复的缺点，通过两种方法的结合，实现对完整化学发光反应曲线进行全线修正。
[0109]
其中一些实施方式中，所述以所述第一段修正值和所述第二段修正值作为拟合模型的基础数据点，获得拟合曲线，包括：
[0110]
以所述第一段修正值和所述第二段修正值为基础数据点，构造所述拟合模型，其中，所述拟合模型如下所示；
[0111][0112]
其中，i表示光强变化值，t表示反应时间，参数a、b、c、d均为模型待优化系数，e为自然常数；
[0113]
根据所述拟合模型获得所述拟合曲线。
[0114]
其中一些实施方式中，系数优化算法采用levenberg-marquardt，为防止局部最小化引起结果不可控，系数迭代初始值和约束值由经验值给定。如表2所示，表2为优化系数初始值和约束值。
[0115]
表2
[0116]
系数初始值下限值上限值a7.0020b1.512c0.802d0.101
[0117]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，采用指数化的weibull方程逼近模型，利用levenberg-marquardt算法进行系数优化，将数据点拟合得到连续、完整的曲线。
[0118]
其中一些实施方式中，所述获取光子计数器特性曲线包括：
[0119]
利用强光衰减法对标准光源定标，根据标准光源控制电流换算获取标准光强值；
[0120]
根据所述光强测量值与所述标准光强值，获取光子计数器特性曲线。
[0121]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，利用强光衰减法，获得光源灯控制电流与标准光强值的关系，并通过改变光源灯控制电流换算获得标准光强值，进而得到能够反映标准光强值与光强测量值关系的光子计数器特性曲线。
[0122]
其中一些实施方式中，所述获取化学发光反应曲线包括：
[0123]
通过光子测量系统采集设定时长的化学发光反应的初始曲线，利用中值滤波和savitzky-golay滤波处理所述初始曲线，得到所述化学发光反应曲线。
[0124]
其中，中值滤波通过从图像中的某个采样窗口取出奇数个数据进行排序，用排序后的中值取代要处理的数据。savitzky-golay滤波根据曲线的平均趋势，确定合适的滤波
参数，用多项式实现滑动窗内的最小二乘拟合。
[0125]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，采用中值滤波和savitzky-golay滤波处理化学发光反应曲线，对脉冲噪声有良好的滤除作用，还能够保护信号的边缘信息，使之不被模糊。
[0126]
本实施例所述的化学发光反应曲线的修正方法，利用光子计数器特性曲线分段修正化学发光反应曲线，可以提高光子计数器线性测量范围。
[0127]
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
[0128]
实施例1
[0129]
标准光源定标：采用滨松ch326系列型号光子计数探测器和ch297系列计数单元的测量设备，以及准光源为峰值波长为430nm的蓝色led光源灯，且光源输出口安装可更换的光学衰减片，用以调节光源灯控制电流和衰减片的衰减系数，确保测量设备检测光强始终维持在线性测量范围内。
[0130]
光子计数器定标：通过标准光源对每个测量系统中的光子计数器在非线性测量范围内的测量值进行定标，将光子计数器特性曲线的第二区间和第四区间作为定标区间，得到第一定标方程、第二定标方程和定标系数，如表3所示，表3为第二区间和第四区间的修正模型，其中y为理论光强值，x为原始测量值，修正量程范围指理论值范围。
[0131]
表3
[0132][0133]
化学发光反应曲线数据采集和过滤：通过光子测量系统采集3秒时长的化学发光反应曲线，单次采样持续时长为10ms,化学发光反应曲线共采集300个数据点，采用中值滤波和savitzky-golay滤波对化学发光反应曲线进行平滑处理。
[0134]
获取光子计数器特性曲线：利用标准光源定标控制电流换算获取标准光强值，再利用光子计数器测量得到的光强测量值。当电流控制的光强超出光子计数器的线性测量范围时，采用强光衰减法对输出光强进行衰减，将测量值乘以衰减倍数作为标准光强值，将光子计数器线性范围进行扩展。
[0135]
根据光子计数器特性曲线修正化学发光反应曲线：根据化学发光反应曲线的光强测量峰值是否出现下凹，判断化学发光反应曲线的理论最大光强测量值所处区间段。当化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于第二区间和第四区间时，化学发光反应曲线的光强测量峰值出现下凹，利用光子计数器特性曲线修正化学发光反应曲线；当化学发光反应曲线的理论最大光强测量值处于第三区间时，所述化学发光反应曲线的光强测量峰值未出现下凹，利用峰形拟合方法修正所述化学发光反应曲线。
[0136]
具体地：根据化学发光反应曲线上各个采样点的光强测量值，判定光强测量值在光子计数器特性曲线的区间段，根据光子计数器每个区间段的特性逐一修正反应曲线数据
点；
[0137]
当化学发光反应曲线的光强测量值处于第一区间时，此时第一段修正值等于第一段测量值，保留第一区间曲线作为第一段修正曲线；
[0138]
随着测量值逐渐增大，当化学发光反应曲线的光强测量值处于第二区间时，根据表3的第一定标方程计算第二段修正值，获取第二修正曲线；若光强测量值始终未进入第二区间，保留第一修正曲线作为修正后的反应曲线；
[0139]
当化学发光反应曲线的光强测量值处于第三区间时，且未处于第四区间时，根据第一段修正值和第二段修正值作为拟合基础数据点，根据拟合模型和表2的优化系数初始值和约束值获取第三修正曲线，通过第一修正曲线、第二修正曲线和第三修正曲线构成修正后的反应曲线；若光强测量值始终未进入第三区间，根据第一修正曲线和第二修正曲线构成修正后的反应曲线；
[0140]
当化学发光反应曲线的光强测量值处于第四区间时，根据表3的第二定标方程计算第四段修正值，获取第四修正曲线，通过将第二修正曲线和第四修正曲线首尾直线连接，将第三段修正曲线用直线补充完整，根据第一修正曲线、第二修正曲线、直线和第四修正曲线构成修正后的反应曲线；
[0141]
对修正后的反应曲线进行对时间积分，将积分值作为本次化学发光反应的相对光强值。
[0142]
与化学发光反应曲线的修正方法对应，本发明还提供一种化学发光反应曲线的修正装置，如图8所示，包括：
[0143]
第一获取单元，所述第一获取单元用于所述光子计数器特性曲线反映标准光强值与光强测量值之间的关系，所述光强测量值是指利用光子计数器测量得到的光强值，所述标准光强值是指标准光源定标后通过控制电流换算得到的光强值；
[0144]
第二获取单元，所述第二获取单元用于获取化学发光反应曲线，所述化学发光反应曲线反映反应时间与所述光强测量值之间的关系；
[0145]
修正单元，所述修正单元用于根据所述光子计数器特性曲线分段修正所述化学发光反应曲线，得到修正后的反应曲线。
[0146]
本发明所述的化学发光反应曲线的修正装置与化学发光反应曲线的修正方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
[0147]
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现上任一项所述的化学发光反应曲线的修正方法。
[0148]
本发明所述的计算机设备与化学发光反应曲线的修正方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
[0149]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。